提高滚动直导轨副滑块螺纹攻牙加工效率的方法

滚动直线导轨副是数控机床的关键配套件,具有传动效率高、精度高等特点,如附图所示,在滑块的上平面及侧平面均有M6及M3螺纹,所有螺纹均对基准平面有形位公差要求即垂直度为0.10mm;由于滑块的材料为GCr15轴承钢,在机械加工中工艺性较差,常出现丝锥折断,崩齿、磨损较快,表面光洁度差等问题,采用手动攻牙,丝锥消耗较大,成本较高,效率较低,不利于批量生产。因此,如何既保证滑块攻牙工序质量,又提高加工效率是实现滚动直线导轨副滑块批量生产的关键。经反复实践,找到了一套加工方法,保证了工件的形位公差,降低了成本,提高了效率。

(1)用普通丝锥机攻滑块螺纹的方法

①检查机床主轴精度根据滑块图样要求,攻牙机主轴径向跳动应控制在0.03mm,装夹滑块的夹具定位水平支承面与攻牙机主轴中心线的垂直度为0.03/100mm,垂直平面与攻牙机主轴中心线平行度为0.015mm,滑块螺纹底孔与丝锥的同轴度为0.03mm,在加工过程中可以利用百分表或专用检具检验。

②选择合适的切削速度速度的选择主要根据螺纹的材料、螺距、螺纹中径、深度等以及现场加工条件。

滑块为轴承钢锻造而成,虽经热处理退火,仍较硬,M6及M3螺纹底孔直径分别为5mm,2.5mm,螺距较小,因此切削速度选用V=5～10m/min,效果较好。

③切削力的选择由于滑块螺纹深度较深,材料较硬,攻牙机应装安全夹头,其切削力,必须根据丝锥的大小来选择,否则会造成丝锥折断或攻不进去。在丝锥校准部分进入工件时,靠螺纹的旋向力进行攻螺纹,以免将螺纹切瘦,螺钉或螺栓旋不进去。丝锥切削部分长度的攻削行程内,应在机床进刀手柄上施加均匀合适的压力,以协助丝锥进入螺纹底孔内,攻M6螺纹通孔,当丝锥即将攻完螺纹时,进刀要轻、慢,校准部分不要全露出螺纹孔,否则会出现反转退出时乱扣现象;攻M3螺纹孔时,应注意该孔为盲孔,深度为15mm,为防止丝锥前端与工件上螺纹的底孔深度产生干涉、撞击、损坏或折断丝锥,在进刀时必须多次退刀。

④切削液的选择选择合适的切削液,对于降低滑块螺纹表面粗糙度值非常重要,加工时用变压器油或7#机械油,使切削液顺利地进入切削部位,起到冷却润滑作用,从而保持丝锥刃口锋利,加工的齿形较完整,光洁度也较高。对于光洁度要求较低时,一般可采用菜籽油及二硫化钥或豆油作为切削液。

(2)出现的问题及解决办法

①丝锥折断是滑块螺纹加工中,出现最多的问题,为此采取了以下办法:1)正确计算和选择底孔直径,按国际螺纹公差上偏差执行,以防止底孔不标准,造成丝锥排屑堵塞;2)加工M3盲孔螺纹时,选择较合适的深度,加工中攻牙深度做好标记,及时清理排屑槽内铁屑;3)螺纹底孔与丝锥中心的同轴度控制为0.03mm,选用浮动攻牙夹头,避免丝锥歪斜,单面受力较大;4)选择合理切削速度,根据滑块的材料特点,轴承钢含碳量高,整体硬度较高,选择切削速度V=5～10m/min攻牙较为稳定;为避免材料硬度不均匀,滑块在预处理时,采用整体退火,加长保温时间_,为攻牙工序奠定基础;5)选择合理的丝锥参数,采用螺旋槽丝锥,增大丝锥前角,缩短切削锥度;6)攻牙时采角保险夹头,对使用时间过长,过度磨损的丝锥及时更换。

②螺纹中径过大及表面粗糙度值过大。由于滑块6-M6螺纹孔为安装定位孔,螺钉或螺栓与之配合间隙要求较高(不大于0.10mm),对中径尺寸要求较高必须加以控制;根据丝锥的中径精度等级选择使用,避免丝锥刃磨时烧伤,在螺纹齿面上产生毛刺,应适当增加丝锥的前角和切削锥角。

(3)结论综上所述,通过机用攻牙方法加工滑块螺纹孔,滑块螺纹合格率达到99%,大大提高了产品质量,加工效率满足了批量生产要求,实践证明这种方法是可行的,具有一定的推广意义。